CN100419541C - 具有两个或更多的色散率值不同的c板的复合光补偿c板及其液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包括至少两个分别表现出不同的色散率值的C板的复合光补偿C板。该复合光补偿C板改善了液晶显示装置在不同的视角的对比度特性，并且具有能够使在LCD的黑态中根据不同的视角改变的色调变化最小化的宽带波长色散特性。

Description

具有两个或更多的色散率值不同的C板的复合光补偿C板及其液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种用于LCD的视角补偿膜，并且更具体地涉及一种用于如填充具有负介电各向异性(Δε＜0)的液晶的VA-LCD(垂直排列液晶显示器，见美国专利第4,889,412号)、IPS-LCD(平面内切换液晶显示器)和TN-LCD(扭曲向列液晶显示器)的LCD的视角补偿膜，该视角补偿膜能够在不同视角实现优良的对比度特性，并且能够使黑态中根据不同视角变化的色调变化最小化。

背景技术

通常，液晶具有双折射特性，即，液晶分子的纵轴方向的光折射率与液晶分子的横轴方向的光折射率不同。由于液晶的这种双折射特性，人们根据他们相对于LCD的位置可以感觉到不同的光折射率。因此，当线性偏振光通过液晶时，光的偏振状态以不同的比率被改变，所以人们感觉到的光的量和色彩特性可以根据他们相对于LCD的位置而改变。因此，具有扭曲向列结构的液晶显示装置可以根据视角表现不同的对比度、色移、和灰阶反转现象。

为了补偿液晶单元中产生的相差，已经开发了使用相差补偿膜的TN LCD技术。根据该TN LCD技术，通过相差补偿膜的方式补偿了液晶单元中产生的光的相差，因而上述源于视角的问题可以被解决。但是，只有当视角相对于偏振板的透射轴形成45°角时，使用负相差补偿膜的TN LCD才能够改善灰阶特性，同时表现出不均匀的图像质量和半色调灰阶反转现象。同时，已开发出使用具有负介电各向异性的液晶的VATN-LCD(垂直排列的TN-LCD)。与TN-LCD相比，VATN-LCD能以低成本和简单的工艺被制造，同时表现出优良的对比度、低的阈电压和快速响应时间。

在TN-LCD的情况下，如果不对液晶施加电压，则液晶分子的纵轴与衬底平行成螺旋形地扭曲。在这种情形下，如果对液晶施加电压，则液晶分子的纵轴与衬底垂直排列。相反，在VATN-LCD的初始阶段，VATN-LCD的液晶分子的排列与已施加电压的TN-LCD的液晶分子的排列相似。在这种情况下，如果对VATN-LCD的液晶施加电压，则VATN-LCD的液晶分子被扭曲。

在VATN-LCD的关闭状态下，液晶分子被垂直排列，并且如果视角与液晶分子的排列方向相配则不出现光的延迟。所以，在上述的视角可以得到优良的对比度。但是，如果视角与液晶分子的排列方向不匹配，则由于液晶的双折射可能出现光的延迟，从而引起较差的对比度。具体地，当视角与偏振板的透射轴形成45°角时，对比度被极大地降低。

含有垂直排列的分子的液晶具有与正双折射的C板的特性相同的特性。因此，上述的液晶的双折射可以通过由具有负双折射的C板制成的补偿膜的方式被补偿。优选地，由C板制成的补偿膜的最佳延迟值基本上与由于液晶单元的双折射产生的延迟值相同。

美国专利第4,889,412号公开了一种关于负(-)C板的技术。该负C板的主要功能为在无电压状态或低电压状态下补偿VA-LCD的黑态。但是，常规的负C板表现出有限的相差波长色散率值

所以常规的负C板不能在不同的视角完全地补偿黑态和RGB的色调变化。

例如，LCD面板的波长色散率值具有正常的波长色散特性，那么则需要具有超高波长色散特性的C板以补偿LCD面板中产生的黑态和RGB的色调变化。但是，通过使用一张常规的相差膜很难实现这种超高波长色散特性。

在黑态下，VA-LCD表现出与正(+)C板的特性相同的特性。为了通过使用负C板来完全补偿正C板，负和正C板必须具有相同的波长色散特性。用于LCD的液晶具有正常的波长色散特性，并且其波长色散率值

较大。因此，通过使用具有有限的相差波长色散率值的常规的负C板很难制造适于VA-LCD的液晶的波长色散特性的相差膜。

正C板已被用于使CLC偏振板(用于亮度增加)在不同的视角的色调变化最小化。但是，正C板也具有有限的相差波长色散率值所以正C板表现出与负C板相同的问题。

例如，为了使CLC偏振板的色调变化最小化，正C板必须具有超高波长色散特性，但是常规的C板相差膜不能提供具有超高波长色散特性的正C板。

在CLC偏振板的情况下，提供表现出与CLC的波长色散特性相同的波长色散特性的正C板是必要的。但是，由于CLC的波长色散率值非常大，所以通过使用常规的正C板很难制造适于CLC的波长色散特性的相差膜。

发明内容

因此，为了完全补偿LCD单元中相差值的变化，有必要提供一种具有包括超高波长色散特性、反转波长色散特性、中间波长色散特性、和混合波长色散特性的宽带波长色散特性的C板。

本发明是基于如下发现，如果使用包括至少两个表现出不同的色散率值、相差值的C板的复合光补偿C板，即，这些C板在厚度方向的延迟值在相同的波长处可以被加和，于是与只包括一个具有有限的相差色散率值的C板的常规的C板不同，提供具有宽带波长色散特性的复合光补偿C板是可能的。

所以，本发明的目的是提供具有宽带波长色散特性的复合光补偿C板的设计和制造方法。

为了实现上述目的，提供了包括至少两个分别表现出不同的色散率值的C板(n_z≠n_x＝n_y)的复合光补偿C板。

具体地，本发明提供了包括m个正C板和n个负C板的复合光补偿C板，其中至少两个C板的色散率值

彼此不同。这里，m＝0或正整数，n＝0或正整数，m+n≥2；R＝(n_z-n_y)×d表示在厚度方向的相差值，n_x和n_y为膜的表面折射率，n_z为在膜的厚度方向的折射率，d为膜的厚度；R_450c为在450nm波长处C板的相差值，R_550c为在550nm波长处C板的相差值。

在这种情况下，当m个正C板与n个负C板层叠在一起时，不管其层叠顺序，通过将计算m个正C板的相差值的总和得到的R值与计算n个负C板的相差值总和得到的R′值相加得到层叠的C板的总的相差值(R_tot)。即，R_tot＝R+R′。这里，R为正值而R′为负值。

根据本发明由复合C板制成的补偿膜能够在不同视角处改善液晶显示装置的对比特性，并且具有能够将在LCD的黑态下根据不同视角的色调变化最小化的宽带波长色散特性。

附图说明

图1为显示本发明的复合光补偿C板在液晶显示装置中的位置的例子的示意图，其中标记数字1～4分别表示上偏振板1、下偏振板2、LCD面板3、和背后照明4，标记数字5和6表示单轴A板或双轴A板，及标记数字7和8表示复合光补偿C板，其中A板的位置可以与复合光补偿C板的位置互换。

图2为显示正C板的折射率的图。

图3为显示负C板的折射率的图。

图4为显示常规C板的波长色散特性(在厚度方向作为波长的函数的绝对相差值)的图。

图5为显示包括正C板和负C板的复合正C板的超高波长色散特性的图。

图6为显示包括正C板和负C板的复合负C板的超高波长色散特性的图。

图7为显示包括正C板和负C板的复合正C板的反转波长色散特性的图。

图8为显示包括正C板和负C板的复合负C板的反转波长色散特性的图。

图9为显示包括两个正C板的复合正C板的中间波长色散特性的图。

图10为显示包括两个负C板的复合负C板的中间波长色散特性的图。

图11为显示具有可变的标志并且包括正C板和负C板的复合C板的混合波长色散特性的图，其中，如果具有零相差值的波长为参照波长，则具有反转波长色散特性的负C板属于具有比参照波长长的波长的区域，而具有正常波长色散特性的正C板属于具有比参照波长短的波长的区域。

图12为显示具有可变的标志并且包括负C板和正C板的复合C板的混合波长色散特性的图，其中，如果具有零相差值的波长为参照波长，则具有正常波长色散特性的负C板属于具有比参照波长短的波长的区域，而具有反转波长色散特性的正C板属于具有比参照波长长的波长的区域。

图13为显示包括两个正C板和一张负C板的复合C板的反转波长色散特性的图。

具体实施方式

现给出本发明的优选实施方案。

在下文中，本发明的优选实施方案将参照附图来描述。

图2和3分别显示正(+)C板和负(-)C板的折射率。C板表示在其厚度方向具有相差值的相差膜。在相差膜的厚度方向的相差值按照如下定义：

R＝(n_z-n_y)×d

R＞0：正C板

R＜0：负C板

其中，n_y为膜的表面折射率值中最小的折射率值，n_z为在膜的厚度方向的折射率，而d为膜的厚度。

正C板可以由具有正双折射、双轴拉伸的聚合物或UV固化的向列液晶聚合物制成。负C板可以由TAC(三醋酸纤维素)、基于环烯的共聚物膜、双轴拉伸的聚合物膜、或UV固化的短节距(short pitch)胆甾型液晶膜制成。

作为C板的波长的函数的相差值被称为“相差膜的波长色散特性”并按照如下定义：

$R\left(\mathrm{\λ}\right)=d\×\mathrm{\Δn}\left(\mathrm{\λ}\right)=(d\×\mathrm{\Δn}\left(550\mathrm{nm}\right))(A+\frac{B}{{(\mathrm{\λ}-{\mathrm{\λ}}_1)}^2})$

其中，A和B表示根据材料确定的科希系数，而λ₁表示吸收波长。

图4为显示常规的正和负C板在厚度方向作为波长的函数的相差绝对值的图。如作为图表的图4所示，当波长增加时具有减小的相差绝对值的膜被称为具有正常的波长色散特性的相差膜。

C板的色散特性

是由膜的材料决定的特性。

C板的波长色散特性可以通过使用在两个波长

处的色散率值作为参数来描述。这里，R₄₅₀、R₅₅₀、R₆₅₀分别表示在450nm、550nm和650nm波长处的相差值。

在常规C板的情况下，在450nm和550nm波长处的相差率值限于 $1<\frac{R_{450}}{R_{550}}<1.2$ 的范围内，而在550nm和650nm波长处的相差率值限于 $0.9<\frac{R_{650}}{R_{550}}<1$ 的范围内。

在透明材料的情况下，由于主要的光吸收可能出现在短波长处，所以主要的相差色散表现在具有短波长的可见光区。因此，在短波长处

的波长色散率值比在长波长处

的波长色散率值大两倍。由于如上述的在短波长处的光吸收，C板的波长色散率值受到限制。

例如，当光吸收出现在短波长时，在科希等式中包括系数B的最后项的分母值变小，并且根据波长的相差值的变差变大，所以在短波长处的相差值和在长波长处的相差值的差值被更加增大。

由于材料几乎都是在短波长区(UV区)表现出光吸收，所以这些材料具有正常的波长色散率值。为了表现出超高波长色散特性，光吸收必须表现在400nm波长处。但是，如果吸收波长存在于可见区，则该材料不适合用于相差膜。因此，波长色散率值受到限制。此外，制造当在可见区波长增加时相差值增大的具有反转波长色散特性的相差膜也是不可能的。

在C板中的波长色散率值的局限性可以通过使用分别表现出不同的色散率值的两个C板(第一C板C₁和第二C板C₂)来解决。

因此，本发明的特征在于通过使用表现出不同的色散率值的两个C板(C₁和C₂)来调整C板的波长色散特性到任一水平。

根据本发明的第一实施例，通过包括满足如下等式的两个C板(C₁和C₂)提供了具有宽谱带波长色散特性的复合C板。

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}\&NotEqual;\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，R＝(n_z-n_y)×d为在厚度方向的相差值，

为C板C₁在450nm处的相差值，为C板C₁在550nm处的相差值，

为C板C₂在450nm处的相差值，和

C板C₂在550nm处的相差值。此外，各膜必须满足如下等式：

n_z≠n_x＝n_y

其中，n_x和n_y表示膜的表面折射率，n_z表示在膜的厚度方向的折射率，而d表示膜的厚度。

根据本发明的第二实施方案，通过包括正和负C板提供了具有超高波长色散特性的复合光补偿正C板(具有大的波长色散率值的复合正C板)。

假定形成具有超高波长色散特性的复合光补偿正C板的两个膜为C₁和C₂，其中C₁为正C板(n_z＞n_x＝n_y)而C₂为负C板(n_z＜n_x＝n_y)，具有互相层叠的两个膜的复合光补偿正C板必须满足如下等式以实现超高色散特性。

${\left(R_{550}\right)}_{C_1}>\left|{\left(R_{550}\right)}_{C_2}\right|$

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}>\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，

表示C板C₁在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，以及

表示C板C₂在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值。

图5为分别显示正C板C₁、负C板C₂和复合正C板在厚度方向作为波长的函数的绝对相差值的图，其中复合正C板具有超高波长色散特性。

例如，如果正C板C₁在550nm波长处在其厚度方向具有400nm的相差值，且在450nm波长处在其厚度方向具有550nm的相差值，则正C板C₁的色散率值表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{\left(R_{550}\right)C_1}=\frac{500\mathrm{nm}}{400\mathrm{nm}}=1.25.$ 另外，如果负C板C₂在550nm波长处在其厚度方向具有-300nm的相差值，该负C板C₂具有在可见区范围内在负C板的厚度方向表现出几乎相似的相差值的平波长色散特性，则负C板C₂的色散率值表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}=\frac{-300\mathrm{nm}}{-300\mathrm{nm}}=1.$

这时，复合C板在550nm波长处具有(R₅₅₀)＝400nm-300nm＝100nm的相差值，而在450nm波长处具有(R₄₅₀)＝500nm-300nm＝200nm的相差值。所以，复合光补偿正C板为具有 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_C}{{\left(R_{550}\right)}_C}=\frac{200\mathrm{nm}}{100\mathrm{nm}}=2$ 的超高色散率值的正C板。

正C板可以执行相延迟的功能，而负C板可以执行促进相移的功能。所以，当两个相差膜彼此层叠时，复合正C板在厚度方向作为波长的函数的相差值表示在各波长处正C板和负C板的绝对相差值之间的差值(见图5)。

具有超高波长色散特性的复合光补偿正C板的

值可以等于或大于1.2，其可以通过使用一张膜来实现，即， ${\left(\frac{R_{450}}{R_{550}}\right)}_{C\_\mathrm{total}}\&GreaterEqual;1.2.$

具有超高色散特性的复合光补偿正C板适用于IPS-LCD和如CLC偏振板的亮度改善膜。

根据本发明的第三实施方案，通过包括正和负C板提供了具有超高波长色散特性的复合光补偿负C板(该复合负C板具有大的波长色散率

值)。

假定形成具有超高波长色散特性的复合光补偿负C板的两个膜为C₁和C₂，其中C₁为负C板(n_z＜n_x＝n_y)，而C₂为正C板(n_z＞n_x＝n_y)，具有彼此层叠的两个膜的复合光补偿负C板必须满足如下等式，以实现超高色散特性。

$\left|{\left(R_{550}\right)}_{C_1}\right|>{\left(R_{550}\right)}_{C_2}$

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}>\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，

表示C板C₁在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，而

表示C板C₂在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值。

图6为分别显示负C板C₁、正C板C₂和复合负C板在厚度方向作为波长的函数的绝对相差值的图，其中复合负C板具有超高波长色散特性。

例如，如果负C板C₁在550nm波长处在其厚度方向具有-400nm的相差值，且在450nm波长处在其厚度方向具有-500nm的相差值，则负C板C₁的色散率值表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}=\frac{-500\mathrm{nm}}{-400\mathrm{nm}}=1.25.$ 另外，如果正C板C₂在550nm波长处在其厚度方向具有300nm的相差值，该正C板C₂具有在可见区范围内在正C板的厚度方向表现出几乎相似的相差值的平波长色散特性，则正C板C₂的色散率值表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}=\frac{300\mathrm{nm}}{300\mathrm{nm}}=1.$

这时，复合C板在550nm波长处具有(R₅₅₀)＝-400nm+300nm＝-100nm的相差值，而在450nm波长处具有(R₄₅₀)＝-500nm+300nm＝-200nm的相差值。所以，本发明的复合光补偿负C板具有 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_C}{{\left(R_{550}\right)}_C}=\frac{-200\mathrm{nm}}{-100\mathrm{nm}}=2$ 的超高色散率值。

具有超高波长色散特性的复合光补偿负C板的

值可以等于或大于1.2，其可以通过使用一个膜来实现。

具有超高色散特性的复合光补偿负C板适用于IPS-LCD和如CLC偏振板的亮度改善膜。

同时，根据图1中所示的A板的波长色散特性，具有低波长色散特性、平波长色散特性、或反转波长色散特性的C板可以与A板结合，从而作为视角补偿膜用于IPS-LCD。

根据本发明的第四实施方案，通过包括正和负C板提供了具有低波长色散特性 $(1<{\left(\frac{R_{450}}{R_{550}}\right)}_{C\_\mathrm{total}}<1.2),$ 平波长色散特性 $({\left(\frac{R_{450}}{R_{550}}\right)}_{C\_\mathrm{total}}=1)$ 或反转波长色散特性 $(0<{\left(\frac{R_{450}}{R_{550}}\right)}_{C\_\mathrm{total}}<1)$ 的复合光补偿正C板。

假定形成具有低波长色散特性、平波长色散特性或反转波长色散特性的复合光补偿正C板的两个膜为C₁和C₂，其中C₁为正C板(n_z＞n_x＝n_y)而C₂为负C板(n_z＜n_x＝n_y)，具有彼此层叠的两个膜的复合光补偿正C板必须满足如下等式，以实现低波长色散特性、平波长色散特性或反转波长色散特性。

${\left(R_{550}\right)}_{C_1}>\left|{\left(R_{550}\right)}_{C_2}\right|$

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}<\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，

表示C板C₁在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，而

表示C板C₂在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值。

图7为分别显示正C板C₁、负C板C₂和复合正C板在厚度方向作为波长的函数的绝对相差值的图，其中复合正C板具有反转波长色散特性。

例如，如果正C板C₁在550nm波长处在其厚度方向具有500nm的相差值，该正C板C₁具有在可见区范围内在其厚度方向表现出几乎相似的相差值的平波长色散特性，则正C板C₁的波长色散特性表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}=\frac{500\mathrm{nm}}{500\mathrm{nm}}=1.$ 另外，如果负C板C₂在550nm波长处在其厚度方向具有-350nm的相差值，而在450nm波长处在其厚度方向具有-400nm的相差值，则负C板C₂的色散率值表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}=\frac{-400\mathrm{nm}}{-350\mathrm{nm}}=1.14.$

这时，复合C板在550nm波长处具有(R₅₅₀)＝500nm-350nm＝150nm的相差值，而在450nm波长处具有(R₄₅₀)＝500nm-400nm＝100nm的相差值。所以，复合光补偿正C板为具有 $(\frac{{\left(R_{450}\right)}_C}{{\left(R_{550}\right)}_C}=\frac{100\mathrm{nm}}{150\mathrm{nm}}=0.67<1)$ 的反转色散特性的正C板。

具有反转波长色散特性的复合光补偿正C板的

值为 $0<\frac{R_{450}}{R_{550}}<1.$ 此外，具有平波长色散特性的复合光补偿正C板的值为1。

如图1中所示，复合光补偿C板可以与A板结合以用于LCD中。此外，复合光补偿C板可以根据LCD面板中所用的液晶和A板的波长色散特性来选择。当LCD面板中所用的液晶和A板的波长色散特性表现出平波长色散特性或低波长色散特性时，可以使用具有平波长色散特性或低波长色散特性的复合光补偿C板。当LCD面板中所用的液晶具有正常的波长色散特性并且A板具有正常波长色散特性时，可以使用具有反转波长色散特性的复合光补偿C板。

根据本发明第五实施方案，通过包括正和负C板提供了具有低波长色散特性 $(1<{\left(\frac{R_{450}}{R_{550}}\right)}_{C\_\mathrm{total}}<1.2),$ 平波长色散特性 $({\left(\frac{R_{450}}{R_{550}}\right)}_{C\_\mathrm{total}}=1)$ 或反转波长色散特性 $(0<{\left(\frac{R_{450}}{R_{550}}\right)}_{C\_\mathrm{total}}<1)$ 的复合光补偿负C板。

假定形成具有低波长色散特性、平波长色散特性或反转波长色散特性的复合光补偿负C板的两个膜为C₁和C₂，其中C₁为负C板(n_z＜n_x＝n_y)而C₂为正C板(n_z＞n_x＝n_y)，具有彼此层叠的两个膜的复合光补偿负C板必须满足如下等式，以实现低波长色散特性、平波长色散特性或反转波长色散特性。

$\left|{\left(R_{550}\right)}_{C_1}\right|>{\left(R_{550}\right)}_{C_2}$

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}<\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，

表示C板C₁在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，而

表示C板C₂在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值。

图8为分别显示负C板C₁、正C板C₂和复合负C板在厚度方向作为波长的函数的绝对相差值的图，其中复合负C板具有反转波长色散特性 $(\frac{\left(R_{450}\right)}{\left(R_{550}\right)}<1).$

例如，如果负C板C₁在550nm波长处在其厚度方向具有-500nm的相差值，该负C板C₁具有在可见区范围内在其厚度方向表现出几乎相似的相差值的平波长色散特性，则负C板C₁的波长色散率值表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}=\frac{-500\mathrm{nm}}{-500\mathrm{nm}}=1.$ 另外，如果正C板C₂在550nm波长处在其厚度方向具有350nm的相差值，而在450nm波长处在其厚度方向具有400nm的相差值，则正C板C2的色散率值表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}=\frac{400\mathrm{nm}}{350\mathrm{nm}}=1.14.$

这时，复合C板在550nm波长处具有(R₅₅₀)＝-500nm+350nm＝-150nm的相差值，而在450nm波长处具有(R₄₅₀)＝-500nm+400nm＝-100nm的相差值。所以，复合光补偿C板为具有 $(\frac{{\left(R_{450}\right)}_C}{{\left(R_{550}\right)}_C}=\frac{-100\mathrm{nm}}{-150\mathrm{nm}}=0.67<1)$ 的反转色散特性的负C板。

如图1中所示，复合光补偿C板可以与A板结合以用于LCD中。此外，复合光补偿C板可以根据LCD面板中所用的液晶和A板的波长色散特性来选择。当LCD面板中所用的液晶和A板的波长色散特性表现出平波长色散特性或低波长色散特性时，可以使用具有平波长色散特性或低波长色散特性的复合光补偿负C板。当LCD面板中所用的液晶具有正常的波长色散特性并且A板具有正常波长色散特性时，可以使用具有反转波长色散特性的复合光补偿负C板。

根据本发明的第六实施方案，通过包括表现出不同的波长色散特性的两个正C板，提供了具有中间波长色散特性的复合光补偿正C板。

假定形成具有中间波长色散特性的复合光补偿正C板的两个膜为C₁和C₂，其中C₁为第一正C板(n_z＞n_x＝n_y)，C₂为第二正C板(n_z＞n_x＝n_y)，并且C₁和C₂表现出不同的波长色散特性，图9分别显示了两个膜和复合正C板在厚度方向作为波长的函数的绝对相差值。

例如，如果第一正C板C₁在550nm波长处在其厚度方向具有200nm的相差值，且在450nm波长处在其厚度方向具有240nm的相差值，则第一正C板C₁的波长色散特性表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}=\frac{240\mathrm{nm}}{200\mathrm{nm}}=1.2.$ 另外，如果第二正C板C₂在550nm波长处在其厚度方向具有300nm的相差值，且在450nm波长处在其厚度方向具有330nm的相差值，则第二正C板C₂的色散率值表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}=\frac{330\mathrm{nm}}{300\mathrm{nm}}=1.1.$

这时，复合光补偿C板在550nm波长处具有(R₅₅₀)＝200nm+300nm＝500nm的相差值，而在450nm波长处具有(R₄₅₀)＝240nm+330nm＝570nm的相差值。所以，根据本发明的复合光补偿正C板为具有 $(\frac{{\left(R_{450}\right)}_C}{{\left(R_{550}\right)}_C}=\frac{570\mathrm{nm}}{500\mathrm{nm}}=1.14)$ 的中间色散特性的正C板。

具有两个C板的中间波长色散特性的复合光补偿正C板可以具有超过1的

值。

具有中间波长色散特性的复合光补偿正C板可以用于表现出低波长色散特性的IPS-LCD面板。

根据本发明的第七实施方案，通过包括表现出不同的波长色散特性的两个负C板，提供了具有中间波长色散特性的复合光补偿负C板。

假定形成具有中间波长色散特性的复合光补偿负C板的两个膜为C₁和C₂，其中C₁为第一负C板(n_z＜n_x＝n_y)，C₂为第二负C板(n_z＜n_x＝n_y)，并且C₁和C₂表现出不同的波长色散特性，图10分别显示了两个膜和复合负C板在厚度方向作为波长的函数的绝对相差值。

例如，如果第一负C板C₁在550nm波长处在其厚度方向具有-200nm的相差值，且在450nm波长处在其厚度方向具有-240nm的相差值，则第一负C板C₁的波长色散特性表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}=\frac{-240\mathrm{nm}}{-200\mathrm{nm}}=1.2.$ 另外，如果第二负C板C₂在550nm波长处在其厚度方向具有-300nm的相差值，且在450nm波长处在其厚度方向具有-330nm的相差值，则第二负C板C₂的色散率值表示为 $\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}=\frac{-330\mathrm{nm}}{-300\mathrm{nm}}=1.1.$

这时，复合光补偿C板在550nm波长处具有(R₅₅₀)＝-200nm-300nm＝-500nm的相差值，而在450nm波长处具有(R₄₅₀)＝-240nm-330nm＝-570nm的相差值。所以，根据本发明的复合光补偿负C板为具有 $(\frac{{\left(R_{450}\right)}_C}{{\left(R_{550}\right)}_C}=\frac{-570\mathrm{nm}}{-500\mathrm{nm}}=1.14)$ 的中间色散特性的负C板。

具有两个C板的中间波长色散特性的复合光补偿负C板可以具有超过1的

值。

具有中间波长色散特性的复合光补偿负C板可以用于表现出低波长色散特性的VA-LCD面板。

根据本发明的第八实施方案，提供了在预定的波长(λ₀)处表现出标志反转特性的混合光补偿C板，其中混合光补偿C板在比预定波长λ₀短的波长处变成正C板，而在比预定波长λ₀长的波长处变成负C板。

假定形成在预定波长(λ₀)处具有标志反转特性的混合光补偿C板的两个膜为C₁和C₂，其中C₁为正C板(n_z＞n_x＝n_y)而C₂为负C板(n_z＜n_x＝n_y)，具有彼此层叠的两个膜的混合光补偿C板必须满足如下等式，以实现上述波长色散特性。

${\left(R_{{\mathrm{\&lambda;}}_0}\right)}_{C_1}=\left|{\left(R_{{\mathrm{\&lambda;}}_0}\right)}_{C_2}\right|$

[如果满足上述等式的波长存在于可见光范围，则450＜λ₀＜650可以实现。]

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}>\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，表示C板C₁在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值，表示C板C₂在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，而

表示C板C₂在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值。

图11分别显示了C₁、C₂和混合光补偿C板在厚度方向作为波长的函数的绝对相差值，其中混合光补偿C板以在比预定波长λ₀短的波长处变成正C板，而在比预定波长λ₀长的波长处变成负C板的方式在预定波长λ₀处表现出标志反转特性。

根据本发明的第九实施方案，提供了在预定的波长处表现出标志反转特性的混合光补偿C板，其中混合光补偿C板在比预定波长λ₀短的波长处变成负C板，而在比预定波长λ₀长的波长处变成正C板。

假定形成在预定波长λ₀处具有标志反转特性的混合光补偿C板的两个膜为C₁和C₂，其中C₁为负C板(n_z＜n_x＝n_y)而C₂为正C板(n_z＞n_x＝n_y)，具有彼此层叠的两个膜的混合光补偿C板必须满足如下等式，以实现上述波长色散特性。

$\left|{\left(R_{{\mathrm{\&lambda;}}_0}\right)}_{C_1}\right|={\left(R_{{\mathrm{\&lambda;}}_0}\right)}_{C_2}$

[如果只有在可见光范围的一个波长满足上述等式，则450＜λ₀＜650可以实现。]

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}>\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，

表示C板C₁在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，表示C板C₁在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处在膜的厚度方向的相差值，而

表示C板C₂在550nm波长处在膜的厚度方向的相差值。

图12分别显示了C₁、C₂和混合光补偿C板在厚度方向作为波长的函数的绝对相差值，其中混合光补偿C板以在比预定波长λ₀短的波长处变成负C板，而在比预定波长λ₀长的波长处变成正C板的方式在预定波长λ₀处表现出标志反转特性。

本发明中描述的两个C板，即，C板C₁和C₂可以分别通过使用多个分层来制造。

即使复合光补偿C板通过使用三张C板或多于三张C板来制造，根据本发明的包括表现出不同的色散率值的C板的复合光补偿C板，得到具有宽谱带波长色散特性的复合C板也是可能的。

例如，图13显示了复合C板在其厚度方向作为波长的函数的绝对相差值，其中复合C板通过包括两个正C板和一张负C板而具有反转波长色散特性。在这种情况下，三张C板分别表现出不同的波长色散特性。

同时，在本发明中C板的层叠顺序是不重要的。

尽管已就目前被认为最可行的和优选的实施方案描述了本发明，应理解本发明不限于公开的实施方案和附图，而相反，本发明的目的是要包括所附权利要求的精神和范围内的各种修改和变化。

Claims (14)

1. 一种复合光补偿C板，包括：至少两个分别表现出不同的色散率值的C板，其中，在C板中，n_z≠n_x＝n_y；R＝(n_z-n_y)×d表示在厚度方向的相差值，n_x和n_y为膜的表面折射率，n_z为在膜的厚度方向的折射率，d为膜的厚度；R₄₅₀为C板在450nm波长处的相差值，R₅₅₀为C板在550nm波长处的相差值。

2. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中该复合光补偿C板包括m个正C板和n个负C板，其中，在正C板中，n_z＞n_x＝n_y；在负C板中，n_z＜n_x＝n_y；m＝0或正整数，n＝0或正整数，m+n≥2。

3. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中复合光补偿C板包括第一C板C₁和第二C板C₂，并且满足如下波长色散特性：

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}\&NotEqual;\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，在第一C板C₁和第二C板C₂中，n_z≠n_x＝n_y；

表示第一C板C₁在450nm波长处的相差值，

表示第一C板C₁在550nm波长处的相差值，

表示第二C板C₂在450nm波长处的相差值，

表示第二C板C₂在550nm波长处的相差值。

4. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中该复合光补偿C板为具有正C板C₁和负C板C₂，并且满足如下波长色散特性的复合光补偿正C板：

${\left(R_{550}\right)}_{C_1}>\left|{\left(R_{550}\right)}_{C_2}\right|$

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}>\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，在正C板C₁中，n_z＞n_x＝n_y；在负C板C₂中，n_z＜n_x＝n_y；

表示C板C₁在450nm波长处的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处的相差值，

表示C板C₂在550nm波长处的相差值。

5. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中该复合光补偿C板为具有负C板C₁和正C板C₂，并且满足如下波长色散特性的复合光补偿负C板：

$\left|{\left(R_{550}\right)}_{C_1}\right|>{\left(R_{550}\right)}_{C_2}$

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}>\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，在负C板C₁中，n_z＜n_x＝n_y；在正C板C₂中，n_z＞n_x＝n_y；

表示C板C₁在450nm波长处的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处的相差值，而(R₅₅₀)_C表示C板C₂在550nm波长处的相差值。

6. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中该复合光补偿C板为具有正C板C₁和负C板C₂，并且满足如下波长色散特性的复合光补偿正C板：

${\left(R_{550}\right)}_{C_1}>\left|{\left(R_{550}\right)}_{C_2}\right|$

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}<\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，在正C板C₁中，n_z＞n_x＝n_y；在负C板C₂中，n_z＜n_x＝n_y；

表示C板C₁在450nm波长处的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处的相差值，而

表示C板C₂在550nm波长处的相差值。

7. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中该复合光补偿C板为具有负C板C₁和正C板C₂，并且满足如下波长色散特性的复合光补偿负C板：

$\left|{\left(R_{550}\right)}_{C_1}\right|>{\left(R_{550}\right)}_{C_2}$

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}<\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，在负C板C₁中，n_z＜n_x＝n_y；在正C板C₂中，n_z＞n_x＝n_y；

表示C板C₁在450nm波长处的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处的相差值，而(R₅₅₀)_C表示C板C₂在550nm波长处的相差值。

8. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中该复合光补偿C板为具有第一正C板C₁和第二正C板C₂的复合光补偿正C板，所述的C₁和C₂表现出不同的色散率值，其中，在第一正C板C₁和第二正C板C₂中，n_z＞n_x＝n_y。

9. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中该复合光补偿C板为具有第一负C板C₁和第二负C板C₂的复合光补偿负C板，所述的C₁和C₂表现出不同的色散率值，其中，在第一负C板C₁和第二负C板C₂中，n_z＜n_x＝n_y。

10. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中该复合光补偿C板在预定波长λ₀处表现出相差值标志反转特性，具有正C板C₁和负C板C₂，并且满足如下波长色散特性：

${\left(R_{{\mathrm{\&lambda;}}_0}\right)}_{C_1}=\left|{\left(R_{{\mathrm{\&lambda;}}_0}\right)}_{C_2}\right|$

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}>\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，在正C板C₁中，n_z＞n_x＝n_y；在负C板C₂中，n_z＜n_x＝n_y；

为正C板C₁在λ₀波长处在厚度方向的相差值，

为负C板C₂在λ₀波长处在厚度方向的相差值，

表示C板C₁在450nm波长处的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处的相差值，

表示C板C₂在550nm波长处的相差值。

11. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中复合光补偿C板在预定波长λ₀处表现出相差值标志反转特性，具有负C板C₁和正C板C₂，并且满足如下波长色散特性：

${|\left(R_{{\mathrm{\&lambda;}}_0}\right)}_{C_1}|={\left(R_{{\mathrm{\&lambda;}}_0}\right)}_{C_2}$

$\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_1}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_1}}>\frac{{\left(R_{450}\right)}_{C_2}}{{\left(R_{550}\right)}_{C_2}}$

其中，在负C板C₁中，n_z＜n_x＝n_y；在正C板C₂中，n_z＞n_x＝n_y；

为负C板C₁在λ₀波长处在厚度方向的相差值，

为正C板C₂在λ₀波长处在其厚度方向的相差值，表示C板C₁在450nm波长处的相差值，

表示C板C₁在550nm波长处的相差值，

表示C板C₂在450nm波长处的相差值，

表示C板C₂在550nm波长处的相差值。

12. 根据权利要求1～11的任一项中所述的复合光补偿C板，其中C板C₁和C₂分别由多个分层形成。

13. 根据权利要求1所述的复合光补偿C板，其中该复合光补偿C板具有包括第一正C板C₁、第二负C板C₂、和第三正C板或第三负C板的三个C板，其中，在第一正C板C₁和第三正C板中，n_z＞n_x＝n_y；在第二负C板C₂和第三负C板中，n_z＜n_x＝n_y。

14. 一种包括权利要求1～13的任一项中所述的复合光补偿C板的液晶显示装置。

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